[发明专利]一种高韧性耐磨铝合金及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种高韧性耐磨铝合金及其加工工艺，涉及金属材料技术领域。本发明先利用溶胶‑凝胶法制备四钛酸钾，然后利用微波反应在四钛酸钾表面接枝烷基双胺，制得预处理四钛酸钾，将预处理四钛酸钾与大豆分离蛋白混合反应后，制得改性四钛酸钾，随即将改性四钛酸钾与正硅酸乙酯混合，采用溶胶‑凝胶法在四钛酸钾表面包覆一层二氧化硅，制得复合添加剂，最后，将复合添加剂与铝合金坯料混合，并加入精炼剂，熔融混合后，浇筑，制得高韧性耐磨铝合金。本发明制备的高韧性耐磨铝合金具有优异的耐磨性能，且力学性能较好。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体是一种高韧性耐磨铝合金及其加工工艺。

背景技术

铝合金中的典型高强硬铝合金，由于其成份比较合理，综合性能优良，是铝合金中用量较大系列之一；该合金的特点是：比强度高，韧性好，有一定的耐热性，可用作150℃以下的工作零件，其中2124合金的强度在125℃以上时比7075合金的还高，一直是航空航天、推进和武器系统的重要材料。广泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他中高强度结构件；此外，在汽车、IT工业设备、以及办公室设备等应用也非常广泛，很多工业发达国家都生产这种合金。随着航空航天技术的飞速发展，对铝合金的性能提出越来越高的要求，除了追求较高的抗拉强度以外，还要求合金具有优良的耐磨性能，尤其是高温耐磨性能，如涡轮发动机叶片，发电机机叶轮窝壳，球磨机内衬以及高速焊接机械使用的焊丝喂丝机构等，他们工作温度高，每秒钟需要高速运转多次，因此对轻质、高强尤其是高温耐磨材料需求十分迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性耐磨铝合金及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高韧性耐磨铝合金，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：40～60份铝合金坯料和0.2～0.8份精炼剂。

一种高韧性耐磨铝合金，其特征在于，所述高韧性耐磨铝合金还包括以下重量份数的原料组分：0.5～1.2份复合添加剂。

作为优化，所述铝合金坯料中各元素组分为：硅的含量为14.5％～15.5％，铁的含量为0.7％～0.9％，铜的含量为2.8％～3.2％，锰的含量为0.7％～0.9％，镁的含量为0.45％～0.65％，锌的含量为1％～1.5％，铬的含量为0.25％～0.35％，钛的含量为0.1％～0.2％，镍的含量≤0.1％，铅的含量≤0.1％，锡的含量≤0.2％，镉的含量≤0.01％，其余含量为铝和无法去除的杂质，其中，各成分的含量均为质量含量。

作为优化，所述复合添加剂由四钛酸钾，二氧化硅和烷基双胺制备而成。

作为优化，所述高韧性耐磨铝合金主要包括以下重量份数的原料组分：50份铝合金坯料，0.5份精炼剂和1份复合添加剂。

作为优化，一种高韧性耐磨铝合金的加工工艺，主要包括以下制备步骤：

(1)将钛酸四丁酯与无水乙醇混合，并加入乙酰丙酮和硝酸钾溶液，搅拌反应后，煅烧，得四钛酸钾；

(2)将步骤(1)所得四钛酸钾用盐酸洗涤后，加入烷基双胺溶液中，于微波条件下反应，过滤，干燥，得预处理四钛酸钾，将预处理四钛酸钾与缓冲溶液混合，并加入大豆分离蛋白、1-(3-二甲氨基丙基-3)-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌反应后，过滤，干燥，得改性四钛酸钾，将改性四钛酸钾与乙醇溶液混合，并加入正硅酸乙酯，调节pH后，搅拌反应，过滤，干燥，得复合添加剂；

(3)将铝合金坯料加热熔融，并加入精炼剂和步骤(2)所得复合添加剂，于氮气氛围中混合，浇筑，得高韧性耐磨铝合金；

(4)对步骤(3)所得高韧性耐磨铝合金进行质量检测。

作为优化，一种高韧性耐磨铝合金的加工工艺，主要包括以下制备步骤：